DE3423767C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
- H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Spannungsregler für einen Generator
nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der SE-PS 77 02 656-5 bzw. der zur selben Patentfamilie gehörenden
DE-OS 28 10 100 ist bereits ein Spannungsregler für einen Generator in
einem Kraftfahrzeug bekannt, der einen Temperatursensor zur Erfassung
der Batterietemperatur besitzt. Bei niedriger Batterietemperatur wird
der Spannungsregler aufgrund des Meßsignales des Temperatursensors die
Ausgangsspannung des Generators erhöhen, bei hoher Temperatur dagegen
erniedrigen, um so die Ladespannung der Temperatur anzupassen. Der
bekannte Spannungsregler besitzt weiterhin eine interne Spannungs
quelle, deren Ausgangsspannung proportional zur Reglertemperatur ist.
Ist an den Regler kein Temperatursensor angeschlossen, so wird diese
Ausgangsspannung zur Temperaturerfassung herangezogen. Ein Defekt des
Temperatursensors wird beim bekannten Spannungsregler nicht erkannt.
Aus der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegenden DE-OS 21 50 622 ist ein weiterer Spannungsregler für einen
Generator in einem Kraftfahrzeug bekannt, der einen Temperatursensor
zur Erfassung der Batterietemperatur aufweist und bei dem die Aus
gangsspannung des Generators in Abhängigkeit von der Batterietempera
tur verändert wird. Bei diesem Spannungsregler ist weiterhin vorge
sehen, daß beim Unterschreiten einer Grenztempertatur die Ausgangs
spannung des Generators nicht weiter erhöht wird. Dies wird dadurch
erreicht, daß beim Überschreiten einer bestimmten vom Batterie-Tempe
ratursensor gelieferten Spannung, diese Spannung dem Spannungsregler
nicht mehr zugeführt wird. Anstelle dieser Spannung wird dem Span
nungsregler beim Unterschreiten einer bestimmten Batterietemperatur
eine konstante Referenzspannung zugeführt, die in eine Referenzsig
nalquelle erzeugt wird. Der aus der DE-OS 21 50 622 bekannte Span
nungsregler verhindert damit, daß bei extrem tiefen Temperaturen eine
unzulässig hohe Generatorspannung eingestellt wird. Maßnahmen, die bei
einem Defekt des Batterie-Temperatursensors ansprechen würden, sind
beim bekannten Spannungsregler jedoch nicht vorgesehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Spannungs
regler der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß auch bei
einem Defekt des angeschlossenen Temperatursensors oder der Zuleitung
eine unzulässige Erhöhung oder Erniedrigung der Generatorausgangs
spannung verhindert und damit eine herkömmliche Spannungsregelung
sichergestellt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruchs 1.
Der erfindungsgemäße Spannungsregler nach der Gattung des Hauptan
spruchs hat gegenüber den bekannten Spannungsreglern den Vorteil, daß
ein Defekt eines angeschlossenen Temperatursensors oder der Zuleitung
erkannt wird, so daß es nicht irrtümlicherweise zu einer unzulässigen
Erhöhung oder Erniedrigung der Generatorausgangsspannung kommt.
Liefert der Temperatursensor ein zur Temperatur proportionales Span
nungssignal, so ist eine Überwachung besonders einfach mit Hilfe eines
Fensterkomparators möglich, dessen Ausgangssignal die Umschaltung zwi
schen externem Temperatursensor und interner Vergleichsspannung als
Referenzsignalquelle steuert.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung möglich. So verhindert eine
Zeitbewertungsschaltung ein ungewolltes Umschalten bei kurzen Störim
pulen auf der Zuleitung, die etwa von der Zündanlage eingestreut sein
können, so daß ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Eine Fehleran
zeige bei einer Umschaltung auf die interne Referenzsignalquelle, etwa
durch Aufleuchten einer Lampe im Kraftfahrzeug, signalisiert einen
vorliegenden Defekt bei der Erfassung der Batterietemperatur und er
möglicht damit, daß dieser Defekt beim nächsten Werkstattaufenthalt
behoben werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige
Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Spannungsregler, der den Erreger
strom eines Drehstromgenerators in einem Kraftfahrzeug steuert.
Ein Regler 1 steuert den Erregerstrom eines Drehstromge
nerators mit einer Erregerwicklung 2 und einer Stator
wicklung 3 in einem Kraftfahrzeug. Die in der Statorwick
lung 3 induzierte Leistung wird in einem Gleichrichter 4
gleichgerichtet, der so mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeuges
verbunden ist, daß die Plusdioden an die positive Ver
sorgungsspannung B⁺, die Minusdioden an die negative Ver
sorgungsspannung B- bzw. an die Pole einer Batterie 7
angeschlossen sind. Die Verbraucher des Kraftfahrzeuges
sind durch einen Widerstand 5, der zwischen die Ausgangs
klemmen des Gleichrichters 4 geschaltet ist, dargestellt.
Diese vereinfachte Darstellung einer Spannungsregelung in
einem Kraftfahrzeug mit Hilfe eines Drehstromgenerators
ist dem Fachmann bekannt.
Ein Temperatursensor 6 wird von einer Konstantstromquelle
8 mit einem Strom I versorgt, so daß über dem Temperatur
sensor 6 eine Spannung abfällt, die proportional zur Tempe
ratur des Temperatursensors 6 ist. Der Temperatursensor
6 ist dabei in räumlicher Nähe der Batterie 7 angebracht,
vorzugsweise unterhalb der Batterie, so daß die Tempera
tur des Temperatursensors 6 mit der Batterietemperatur
übereinstimmt.
Der Temperatursensor 6 weist eine Zenerdiodencharakteri
stik auf, d. h. bei einem von der Stromquelle 8 eingepräg
ten Strom I besitzt der Temperatursensor 6 einen so ge
ringen differentiellen Widerstand, daß die Abhängigkeit
der Ausgangsspannung des Temperatursensors 6 vom Strom I
der Stromquelle 8 vernachlässigbar ist. Zur Sicherheit
weist der Temperatursensor 6 noch eine Strombegrenzung
bei großen Strömen auf, wie sie im Fehlerfall, etwa bei
Kurzschluß mit der positiven Versorgungsspannung B⁺,
auftreten könnte, um eine Zerstörung des Temperatur
sensors 6 zu vermeiden. Der Temperatursensor 6 ist
monolitisch integriert und zur Vereinfachung der Dar
stellung ebenfalls nicht weiter erläutert.
Die Ausgangsspannung des Temperatursensors 6 wird auf ei
nen Kontakt eines Schalters 10 geführt, dessen Schaltkon
takt mit einem Eingang des Reglers 1 verbunden ist. Über
diesen Eingang erfährt der Regler 1 die Batterietempera
tur, und regelt darauf in bekannter Weise die Ausgangs
spannung des Drehstromgenerators. Ein anderer Kontakt des
Schalters 10 ist mit dem Ausgang einer Referenzsignalquel
le 9 verbunden.
Die Ausgangsspannung des Temperatursensors 6 wird wei
terhin auf einen Fensterkomparator 11 geführt, der ein
positives Signal abgibt, wenn die Ausgangsspannung des
Temperatursensors 6 innerhalb eines durch eine obere
und untere Schaltschwelle vorgegebenen Meßfensters liegt.
Die beiden Schaltschwellen des Fensterkomparators 11
sind vom Hersteller des Spannungsreglers fest einge
stellt und definieren die Umschaltpunkte des Schalters
10. Liegt die Ausgangsspannung des Temperatursensors 6
außerhalb des Meßfensters, so liefert der Fensterkompa
rator 11 ein negatives Signal, was zu einer Umschaltung
des Schalters 10 auf die Referenzsignalquelle 9 führt,
die im Inneren des Reglers 1 integriert ist, jedoch in
der Zeichnung zur besseren Übersicht getrennt herausge
führt ist. Die interne Referenzsignalquelle 9 erfaßt die
Temperatur des Reglers 1, d. h. bei umgeschaltetem Schal
ter 10 ergibt sich eine herkömmliche Spannungsregelung.
Bei Störungen auf der Zuleitung zum Temperatursensor 6
oder bei Ausfall des Temperatursensors 6 selber, liegt
die Ausgangsspannung außerhalb des durch den Fenster
komparator 11 definierten Meßfensters und der Tempera
tursensor 6 wird abgeschaltet, was zu einer höheren Be
triebssicherheit führt.
Eine Zeitbewertungsschaltung 12 ist zwischen den Fenster
komparator 11 und den Schalter 10 geschaltet. Diese Zeit
bewertungsschaltung 12 verhindert, daß kurze Störimpulse
auf der Zuleitung des Temperatursensors 6 zu einem Um
schalten des Schalters 10 führen. Diese kurzen Störim
pulse können durch Einstreuung etwa von der Zündleitung
oder der Steuerleitung der Einspritzventile herrühren.
In einfacher Ausgestaltung ist die Zeitbewertungsschal
tung 12 als ein Integrierer ausgeführt, der das Ausgangs
signal des Fensterkomparators 11 integriert und erst ab
Unterschreiten einer vorgegebenen Schwelle den Schalter
10 umschaltet.
Claims (4)
1. Spannungsregler für einen Generator (2, 3), der eine Batterie (7)
lädt, mit einem Temperatursensor (6) zur Erfassung der Batterietem
peratur, der eine zur Batterietemperatur proporionale Spannung ab
gibt, mit einer Referenzsignalquelle (9) im Spannungsregler, die eine
zur Reglertemperatur proportionale Spannung abgibt,
und mit einem Schalter (10), der in Abhängigkeit von der
Spannung des Temperatursensors (6) den Temperatursensor (6) oder die
Referenzsignalquelle (9) mit dem Spannungsregler (1) verbindet, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Fensterkomparator (11) mit einer oberen und einer
unteren Schaltspannung vorgesehen ist, dessen Eingang mit dem Tempera
tursensor (6) und dessen Ausgang mit dem Steuereingang des Schalters
(10) verbunden ist und dessen Ausgangssignal einen ersten Wert an
nimmt, wenn die Spannung des Temperatursensors (6) innerhalb und einen
zweiten Wert annimmt, wenn die Spannung des Temperatursensors (6) im
Störfall außerhalb des durch die Schaltspannungen vorgesehenen Meß
fensters liegt, und daß bei Anliegen des ersten Wertes am Steuerein
gang des Schalters (10) der Temperatursensor (6) und bei Anliegen des
zweiten Wertes die Referenzsignalquelle (9) mit dem Spannungsregler
(1) verbunden wird.
2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen dem Fensterkomparator (11) und dem Schalter (10) eine Zeitbewer
tungsschaltung (12) geschaltet ist, die verhindert, daß kurze Impulse
des Fensterkomparators (11) zu einem Umschalten des Schalters (10)
führen.
3. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
dann eine Fehleranzeige durchgeführt wird, wenn der Schalter (10) die
Spannung der Referenzsignalquelle (9) dem Regler zuführt.
4. Spannungsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest die Referenzsignalquelle (9), der Fen
sterkomparator (11) und der Schalter (10) gemeinsam monolithisch inte
griert sind.
Priority Applications (4)
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